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回答博友关于机动车尾气是否要脱硫脱硝的问题 精选

已有 3615 次阅读 2021-7-18 17:58 |个人分类:灰霾|系统分类:科研笔记

回答博友关于机动车尾气是否要脱硫脱硝的问题

今天一位在银行工作的博友问我机动车是否要脱硫脱硝,我想博友是外行,因此提供了些科普信息,谨此和网友分享:

  •  人类从自然界索取能量,至今还主要是化石能源:煤、石油和天然气。其他如核能水能风能光能,以及秸秆燃烧等都是次要的。

  • 因此,大气污染物也主要因为化石能源的燃烧而产生。

  • 这里我提出一个观点:因为注重了环保,人们注意到了洗煤、除尘、石油精炼、脱硫脱硝等等,因此,因此排放到大气中的气态和固态污染物,总量在增加(因为越来越烧得多),但种类并没有增加,相反有所减少。

  • 这个观点是为了和水污染比较

  • 水污染恰好相反:因为我们生活用水,造成的污水却在组分上看越来越复杂了。。。这一点很容易接受的。。。。因此南开大学著名教授(已故)戴树桂教授提出了“复合水污染”概念。

  • 大气污染学界,目前主流是“复合大气污染”(仅在中国学界,国际上没有接受),有一个理由就是和复合水污染比拟的。

  • 我不赞成“复合空气污染”的说法。是我近期重要的研究问题。以后有文字了再发给你看,看看外行是否能懂我说的道理[偷笑][呲牙]

  • 回到机动车排放问题

  • 相对而言,中国有较多煤矿,石油和天然气矿很少,是中国能源结构以煤为主的主要原因。以前超过70%,和雾霾争斗之后,2013年起逐年减少。例如BP今年的报告,煤消费的比例低于58%了(绝对量从2013年起有所减少,但2017年起又在增加了)。

  • 煤有质量问题。劣质的煤多杂质,如粘土沙子,也有“高硫煤”,也含氮化物,又如水银。燃烧中会排放大量二氧化硫、氮氧化物。如果不完全燃烧,也排放一氧化碳和碳颗粒。以及尘土(煤灰,可含水银)等。

  • 要注意的是,除了燃料含氮因此燃烧排放氮氧化物外,高温燃烧(1000度左右以上)中,空气中的氧气和氮气也会反应生成氮氧化物。因此,据调查,燃煤排放的氮氧化物总量往往超过机动车的排放总量。

  • 然而机动车燃油和煤的燃烧很大不同。

  • 石油的主要成分是碳和氢,液态。通过分馏分柴油和各种规格的汽油。柴油里杂质较多(如硫),汽油里杂质很少(标号越来越高了,几乎不用考虑硫)。

  • 机动车排放污染物,和燃料的杂质有关,如柴油车排放二氧化硫问题。但实际上机动车产生污染物的主要原因是其周期性不稳定的燃烧方式。

  • 例如,电厂烧煤,形式上稳定,能够高效率地燃烧。

  • 但机动车是在汽缸里燃烧:要输入燃料和空气,压缩到一定程度爆燃,高压推动活塞做功,然后排出燃烧废气。。。这种燃烧方式,设计再好也不可能充分燃烧。汽缸不可能很大,还是多个:例如4-6个。汽缸外壁需要冷却(否则司机和乘客受不了),汽缸内部温度不均匀。。。不均匀燃烧的因素。

  • 因此机动车面临的因杂质排放只是小部分,主要部分来自不充分燃烧。因此对二氧化硫,汽油车可以不考虑,柴油车应当要求控制。对大量的汽油车来说,主要是没有烧完的碳氢化物(VOC)、一氧化碳,以及因为高温,空气中的氮气和氧气生成的氮氧化物。

  • 当年洛杉矶烟雾严重时(1943年开始,1950年代变得非常严重和有名)争斗的两方,就是汽车商和以哈根.史密斯为代表的学术方。最后证明史密斯是对的:机动车大量排放VOC和氮氧化物是发生光化学烟雾导致严重臭氧污染的主凶。

  • 对机动车而言不是脱硫脱硝,而是要减排VOC和硝(氮氧化物)。这个脱硝和电厂等脱硝技术完全不同。

  • 最后是应用了“三元催化转换器”技术,才能够较有效地同时转换一氧化氮、氮氧化物和VOC。达到当地环保部门对机动车尾气的要求。

  • 其实,要控制机动车尾气污染,政府和环保部门只能限制机动车出行,以及监测个别机动车尾气污染浓度,检查是否装了三元催化转换器。。。重要责任在汽车厂商,三元催化转换器是出厂时装上的。





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